《高考备考指南 物理 》课件-第2讲　原子结构　原子核

第2讲原子结构原子核(本栏目对应配套训练P113~114)知识巩固练习1.如图为卢瑟福的α粒子散射实验，①、②两条线表示实验中α粒子运动的轨迹.沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为()A.轨迹a B.轨迹bC.轨迹c D.轨迹d【答案】A【解析】卢瑟福通过α粒子散射提出了原子的核式结构模型，正电荷全部集中在原子核内，α粒子带正电，同种电荷相互排斥，所以沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为a，因离原子核越近，受到的库仑斥力越强，则偏转程度越强.A正确.2.根据玻尔理论，氢原子的能级公式为En=An2(n为能级，A为基态能量).一个氢原子中的电子从n=4A.氢原子辐射一个能量为15AB.氢原子辐射一个能量为-15AC.氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最高的光子能量为15D.氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最高的光子能量为-15【答案】B【解析】一个氢原子中的电子从n=4能级直接跃迁到基态的过程中只能向外辐射一个光子.由玻尔理论可知辐射的光子的能量ΔE=E4-E1=A42-A=-15A16.B正确，A、C3.如图所示为氢原子能级.当氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，辐射出波长为658nm的光.下列说法正确的是()A.氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射光的波长大于658nmB.用一束光子能量为15eV的光照射氢原子时，氢原子不会发生电离C.一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多可产生3种频率的光D.用波长为686mm的光照射，能使处于n=2能级的氢原子跃迁到高能级【答案】C【解析】氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时的能量比氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时的能量大.由公式E=hν=hcλ可知，能量越大，波长越小，所以氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射光的波长小于658nm，A错误.由于基态氢原子的能量为-13.6eV，所以用15eV的光照射氢原子时，能使氢原子电离，多余的能量转换为电离后电子的动能，故B错误.一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多可产生C32=3种频率的光，C正确.氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，辐射出波长为658nm的光.当用波长为686mm的光照射即波长更长，频率更小，能量更小，所以不能使处于n=2的氢原子跃迁到高能级，4.汤姆孙通过实验研究发现了电子，其研究的是()A.α射线 B.β射线C.X射线 D.阴极射线【答案】D【解析】汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，但汤姆孙并未得出电子的电荷量.最早测出电子电荷量的是美国物理学家密立根，D正确，A、B、C错误.5.下列关于α、β、γ三种射线的说法正确的是()A.β射线电离本领最强B.γ射线穿透本领最强C.α射线在真空中的传播速度与光速相同D.α、β、γ射线都能在电场中发生偏转【答案】B【解析】三种射线中α射线电离本领最强，穿透能力最弱；γ射线穿透能力最强，电离本领最弱，B正确，A错误.α射线不属于电磁波，在真空中的传播速度与光速不相同，C错误.γ射线在电场中不发生偏转，D错误.6.14C是碳元素的一种具有放射性的同位素，其半衰期约为5700年.在某次研究中，测得考古样品中14C的含量大约是鲜活生命体中14C含量的18.则样品生活的年代约是A.11400年前 B.17100年前C.22800年前 D.45600年前【答案】B【解析】设原来14C的质量为M0，衰变后剩余质量为M.则有M=M0×12n，其中n为发生半衰期的次数.由题意可知剩余质量为原来的18，故n=3，所以样品生活年代约为3×5700=17100年.7.以下核反应中的x代表中子的是()A.24He+B.24He+49C.92238D.12H+x【答案】B8.(2023年湖南卷)2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置(EAST)创下新纪录，实现403s稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步.下列关于核反应的说法正确的是()A.相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多B.氘氚核聚变的核反应方程为12HC.核聚变的核反应燃料主要是铀235D.核聚变反应过程中没有质量亏损【答案】A【解析】相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，A正确.根据核反应方程满足的质量数守恒和电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为12H+13H→24He+01n，B综合提升练习9.(多选)关于玻尔的原子模型，下列说法正确的是()A.原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量B.原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量C.原子从一种定态跃迁到另一种定态，一定要辐射一定频率的光子D.原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的【答案】ABD【解析】根据玻尔理论可知，电子的轨道半径是量子化的，半径是一系列不连续的特定值，且电子绕核旋转是定态，不向外辐射能量，原子的能量状态不是连续的，A正确.原子从高能级跃迁到低能级一定会辐射出一定频率的光子，原子吸收了一定频率的光子后能从低能级跃迁到高能级，而原子的核外电子在轨道上运动时，既不吸收能量，也不辐射能量，C错误，B、D正确.10.(2023年浙江卷)“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜.核电池将94238Pu衰变释放的一部分核能转换成电能.94238Pu的衰变方程为94A.衰变方程中的x等于233B.24He的穿透能力比C.94238Pu比D.月夜的寒冷导致94238【答案】C【解析】根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为94238Pu→92234U+24He，即衰变方程中的x=234，A错误.24He是α粒子，穿透能力比γ射线弱，B错误.比结合能越大越稳定，由于94238Pu衰变成92234U，故92234U比11.(2023年湛江一模)实现核能电池的小型化、安全可控化一直是人们的目标.现在有一种“氚电池”，它的体积比一元硬币还要小.有的心脏起搏器就是使用“氚电池”供电，使用寿命长达20年.已知氚核的衰变方程为13H→ZAHe+-10e+νe，其中νe是质量可忽略不计的中性粒子，氚核的半衰期为12.5年.设反应前13H的质量为m1，反应后ZA.Z=2，A=3，原子核衰变时电荷数和质量数都守恒B.100个13H经过25年后一定还剩余C.13H发生的是β衰变，D.该衰变过程释放的能量为(m2+m3-m1)c2【答案】A【解析】根据原子核衰变时质量数与电荷数都守恒可得3=0+A，1=Z-1，解得A=3，Z=2，由此可知13H发生的衰变为β衰变，其穿透能力不是最强，A正确，C错误.由于半衰期是一种统计规律，对少量的原子核不适用，B错误.根据ΔE=Δmc2可知，该衰变过程释放的能量为(m1-m2-m3)c2，D12.参考以下几个示意图，关于这些实验或者现象，下列说法错误的是()A.核反应堆中控制棒插入则能吸收中子，让反应减弱B.放射线在磁场中偏转，没有偏转的为γ射线，电离能力最强C.链式反应属于重核的裂变D.汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，认识到原子的复杂结构【答案】B